专利名称：齿轮马达系列的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种齿轮马达系列。
背景技术：
在很多工业用机械等中广泛使用将产生驱动力的马达和将该马达的旋转速度转换成更低速且更强输出转矩的减速机(齿轮)等组合而成的齿轮马达(齿轮马达)。通常，考虑用户的方便性，这种齿轮马达被系列化成能够选定各种容许转矩(也可作为容量或大小的概念掌握)及各种减速比(例如参考专利文献I)。图2中示出以往的代表性齿轮马达系列的结构。
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图2的齿轮马达系列具有依可容许的转矩(或者容量)而设定的型号不同的多种(图不例中为I 5的5种)齿轮Gl G5和依可产生的转矩而设定的型号不同的多种马达(标准马达)Ml M5，连结选自其中的特定型号(例如型号3)的齿轮G3与马达M3来构成齿轮马达GM3。齿轮Gl G5中分别准备有Rl R6的6种减速比。结果，通过按5种型号的马达连结具有6种减速比的5X6 = 30种齿轮，使合计30种的齿轮马达系列化。用户从这样准备的多种齿轮马达中选定任意容许转矩(或者容量)的任意减速比的齿轮马达来单独使用或者用作其他机器(例如物流机械)的一个组件。专利文献I :日本特开平10-110793号公报(图21)近年来，关于以恒定速度旋转的马达，在2007年发行了规定效率的计算方法的IEC (国际电工委员会)60034-2-1，并在2008年10月发行了使用该计算方法规定效率等级的IEC60034-30。其中效率等级为以等级将效率基准值分类而成，从最高的效率起规定有IE4 (超超高效)、IE3 (超高效)、IE2 (高效)及IEl (标准效率)。随着节能的趋势各国均示有限制标准效率马达(IEl)使用的时间表。但是，在实际执行限制前还可以销售以往的IEl型马达，因价格低廉所以还有顾客的需求。另外，对于在限制前作为被驱动装置的驱动组件来设置的IEl型马达，即使在限制后也需要库存来作为更换组件。这意味着马达制造商在今后的一段时间内相对相同产生转矩或容量的马达需要准备效率不同的多种马达。若也想对IE2 IE4型马达构筑与以往相同的基本系列时，必须按各自的效率“重新”构筑如图2所示的3种基本系列。即，与仅以以往的IEl型马达构筑整个系列时相比，必须准备的马达种类增大至4倍，制造商不得不背负极其重的制造负担或者库存负担。
发明内容
本发明是为了解决这种问题而完成的，其目的在于通过对效率不同的各基本系列的马达进行合理的共用化来总体上抑制整个系列中的马达种类，作为结果在各基本系列中提供低成本的齿轮马达。
本发明是通过将齿轮马达系列设为如下结构来解决上述问题，所述齿轮马达系列具有依容许转矩或容量而设定的型号不同的多种齿轮及依产生转矩或容量而设定的型号不同的多种马达，连结选自其中的特定型号的齿轮与马达来构成齿轮马达系列，其中，包括马达效率低的第I基本系列及马达效率高于该第I基本系列的第2基本系列，与所述第I基本系列的所述特定型号的齿轮连结的马达与第2基本系列的型号小于所述特定型号的齿轮连结。提高马达效率的各种方法已知有如下例如，(I)设为使用如IPM或SPM的磁铁的马达；(2)改变磁芯或卷线等构成部件的素材(材料)；(3)改变线圈卷线的粗细或卷绕方法(槽的形状)等；(4)将流动的电流抑制为较小等。本发明中，主要着眼于手法(4)，以与涉及转矩或容量的型号的概念的关系相对地掌握其内容。S卩，本发明不是单独掌握效率不同的马达的基本系列，而是以连结该马达与齿轮的而成的齿轮马达系列的形式进行处理，设为与第I基本系列的特定型号的齿轮连结的马达与型号小于第2基本系列的该特定型号的齿轮连结的结构。·根据本发明所涉及的齿轮马达系列，能够在低效率的基本系列以及还能够在更高效率的基本系列中共用完全相同的马达，因此能够大幅度抑制整个系列中的马达种类的增大，且能够大大减少整个系列的马达的制造成本及库存成本。通过对效率不同的各基本系列的马达进行合理的共用化来总体上抑制整个系列中的马达种类，作为结果能够在各基本系列中提供低成本的齿轮马达。
图I是表示本发明的实施方式所涉及的齿轮马达系列的结构例的示意图。图2是表示以往的齿轮马达系列的结构例的示意图。图中IE1-标准效率的基本系列，IE2-高效率的基本系列，IE3-更高效率的基本系列，Mal Mcl-基本系列IEl的马达，Mb2 Md2_基本系列IE2的马达，Mc3 Me3_基本系列IE3的马达，Kal Kcl、Ka2 Kc2、Ka3 Kc3_连接罩。
具体实施例方式以下，根据附图对本发明的实施方式所涉及的齿轮马达系列的一例进行详细说明。图I是表示本发明的实施方式所涉及的齿轮马达系列的结构例的示意图。图I中，最左列的基本系列IEl相当于以往(图2)的标准齿轮马达系列。并且，中央列的基本系列IE2相当于采用效率比IEl的马达更高的马达的基本系列，最右列的基本系列IE3相当于采用更高效率的马达的基本系列。另外，在此齿轮Gl G3分别仅示出了 I种，但与以往(图2)相同，各齿轮Gl G3分别以多个减速比展开。标准效率的基本系列IEl具有依容许转矩(包括容量的概念)而设定的型号不同的多种(该例中为I 3的3种)齿轮Gl G3及依产生转矩(包括容量的概念)而设定的型号不同的多种(该例中为I 3的3种)马达Mal Mcl。而且，连结选自其中的特定型号(例如型号I)的齿轮Gl与(相同型号I的)马达(此时马达为Mal)来构成齿轮马达Gl · Mai。该基本系列的体系与以往相同。
关于高效率的基本系列IE2，该基本系列IE2中的齿轮Gl G3与马达Mb2、Mc2、Md2的关系也和基本系列IEl的情况相同，作为结果齿轮马达Gl *Mb2、G2 *Mc2及G3 ·Μ(12被系列化。并且，关于更高效率的基本系列ΙΕ3，该基本系列ΙΕ3中的齿轮Gl G3与马达Mc3、Md3、Me3的关系也和基本系列IEl的情况相同，作为结果齿轮马达Gl · Mc3、G2 · Md3及G3 · Me3被系列化。齿轮Gl G3在基本系列IEl IE3中是通用的。在本实施方式中，齿轮的型号规定传递转矩(容量)的大小，该例子中各基本系列均准备I 3的3个型号，传递转矩(容量)按此顺序依次增大。各齿轮Gl G3中容许转矩随着型号的上升而增大(Gl < G2<G3)。即，型号I的传递转矩(容量)最小且型号3的传递转矩(容量)最大。因此，齿轮Gl G3的容许转矩的大小为Gl < G2 < G3。
在此，在各马达上附加的符号中，中央的小写字母表示马达种类，最后的数字表示效率类型。即，例如分别存在于各基本系列中的Mcl、Mc2、Mc3是指马达为Mc这一相同(后述相同的详细定义)的马达，且马达Mcl满足IEl的规格条件、马达Mc2满足IE2的规格条件、马达Mc3满足IE3的规格条件。各马达中，产生转矩(或者容量)也随着型号的上升而增大。即，在本实施方式中，马达的型号规定产生转矩(或容量)的大小。因此，各马达的产生转矩的大小在各基本系列中和型号一样，即为 Mal < Mbl < McUMb2 < Mc2 < Md2、Mc3 < Md3 < Me3。另外，为了连结大小不同的齿轮Gl G3与各马达，在齿轮Gl G3与各马达之间配置有连接罩Kal Kcl、Ka2 Kc2、Ka3 Kc3。该连接罩Kal Kcl、Ka2 Kc2、Ka3 Kc3，设为与齿轮Gl G3及与马达独立的部件时在作为连接罩的功能上优异，但未必一定要设为独立的部件，也可以使马达的负载侧罩或齿轮Gl G3的反负载侧罩具有作为该连接罩的功能。从图I明确可知，在该齿轮马达系列中与基本系列IEl的特定型号的齿轮连结的马达与基本系列IE2的型号小于该特定型号的齿轮连结。例如，与基本系列IEl的特定型号2的齿轮G2连结的马达Mbl与基本系列IE2的(型号小于该特定型号2即)型号I的齿轮Gl连结来作为基本系列IE2的马达Mb2使用。并且，与基本系列IEl的特定型号3的齿轮G3连结的马达Mcl与基本系列IE2的(型号小于该特定型号3即)型号2的齿轮G2连结来作为基本系列IE2的马达Mc2使用。而且，该基本系列IE2的马达Mc2进一步与基本系列IE3的(型号小于该特定型号2即)型号I的齿轮Gl连结来作为该基本系列IE3的马达Mc3使用。若从基本系列IE3的马达Mc3与基本系列IEl的马达Mcl的关系来看，这种情况也可看做是，与基本系列IEl的特定型号3的齿轮G3连结的马达Mcl与基本系列IE3的(型号小于该特定型号3即)型号I的齿轮Gl连结来作为基本系列IE3的马达Mc3使用。与基本系列IEl的特定型号例如型号2的齿轮G2连结的马达Mbl在与基本系列IE2的比该特定型号2小的型号I的齿轮Gl连结时，作为基本系列IE2的马达Mb2使用，因此作为(额定)容量比作为基本系列IEl的马达Mbl使用时的(额定)容量小的马达使用。因此，将应作为该基本系列IE2的马达Mb2使用的(额定)容量显示于该马达Mb2的铭板上。
例如，在作为基本系列IEl的马达Mbl使用时，由于以I. 5kw的额定容量使用，因此在铭板上显示I. 5kw，作为基本系列IE2的马达Mb2使用时，由于以O. 75kw的额定容量使用，因此在铭板上显示O. 75kw。并且，此时，除额定容量之外还可显示IE1、IE2之类的效率。另外，额定容量的显示位置不限定于铭板，在马达的任意部位显示即可。显示方法也不限定于直接显示额定容量，只要可识别额定容量，则可以为例如预先与各额定容量做对应关联的颜色或记号。总而言之，在本实施方式中马达被共用化(所谓马达相同)只是硬件系统构成要件，例如为外壳(更准确地说，如果使外壳的负载侧罩具有作为连接罩的功能时为连接罩以外的外壳)、转子、定子、马达轴、轴承、油封等部件。这些硬件系统构成要件包括材料在内完全被共用化。然而，电力系统、控制系统的结构中在将各马达连接于电源时，分别调整例如马达Mbl和马达Mb2中流过的电流等，以便确保基本系列IEl的型号2的马达所需的转矩特性和确保基本系列IE2的型号I的马达所需的转矩特性。具体而言，作为基本系列IEl的马达Mbl使用时，流出(与以往相同的)较大的电流，以便产生型号2所要求的转矩，另一方面，·作为基本系列IE2的马达Mb2使用时，只要能够产生型号I所要求的转矩就足够，因此以抑制为更低的电流流动的方式设计。反过来说，该“可抑制流动的电流”成为能够将马达Mbl作为马达Mb2使用的较大主要原因。如上所述，“型号”本以“转矩(或者容量)”的概念为基础来划分等级，并未与效率的等级划分对应。因此，例如即使将与型号2的齿轮G2组合的马达Mbl简单地与小一个等级的型号I的齿轮Gl相组合，也不会立即作为IE2的马达发挥功能。因此，本实施方式中必须进行如使各马达Ma Me的效率与实际使用的IE2 IE3的规格匹配的工作。但是该工作具体而言，与如已叙述的方法(I)设为使用如IPM或SPM的磁铁的马达；(2)改变磁芯或卷线等构成部件的素材(材料)；(3)改变线圈卷线的粗细或卷绕方法(槽的形状)等；(4)将流动的电流抑制为较小等方法不离其二，在该意义上并不是开发步骤另外增加之类的性质的工作。当然，应该在尽可能抑制成本上升的基础上进行满足各基本系列IE2 IE3所需求的规格之类的开发，但本实施方式中，方法(4)已“采用完毕”，因此基于方法(I) (3)的开发压力呈较小的倾向，各基本系列IE2 IE3的规格的实现反而更轻松。根据本实施方式所涉及的齿轮马达系列，若以图I的结构例说明，则能够以5个来满足需要9个的马达的系列。实际上，各基本系列的型号数大多为10个左右，所以能够在效率不同的基本系列之间共同使用硬件结构完全相同的马达，从而能够大大减少整个系列的马达的制造成本及库存成本。另外，在发明人的试验中，若欲以使用该马达Ma Me的某个基本系列的某个型号满足该基本系列所需求的规格，则有时在其他的基本系列的某个型号中变成过剩品质(远高于所需求效率的效率)。但是，过剩品质只会提高制造商的信赖度而基本上不会成问题，由于具有能够在不同的基本系列之间移用相同的硬件结构的马达的效果，因而优点较大。另外，在上述实施方式中，示出了基本系列IEl IE3为止的系列构成例，但当然能够将本技术思想发展至基本系列IE4来加以应用。另外，在上述实施方式中，当为效率相差一个级别的基本系列时，将相同硬件结构的马达与型号仅小一个级别量的齿轮进行组合，且为效率相差两个级别的基本系列时，将相同的硬件结构的马达与型号小两个级别量的齿轮进行组合。但是，本发明中，未必一定要像这样对基本系列的级别与型号级别的变化建立关联，例如如基本系列IEl与IE2或者IE2与IE3之间，即使基本系列的级别仅相差一个级别，也可以与型号小两个级别或小三个级别以上的齿轮进行组合。当型号数较多且各型号之间的差较小时，与这种型号相差两个级别以上的齿轮进行组合的方法有可能有效。相反，当为如马达Mc那样在3个以上的基本系列中使用的马达时，例如在I个基本系列中成为过剩品质时，即使基本系列相差两个级别，也可以将型号仅错开一个级别。此时，在仅相差一个级别的基本系列中必然面临对相同型号的齿轮直接使用相同的马达这样的选择，但本发明中不禁止这些(该例子中，本发明只不过仅仅应用于相差两个级别的基本系列之间)。这样，本发明在整个系列之中，只要在部分区域中实施即可，未必一定要以统一的单一变化关系构筑齿轮马达系列整体。
本申请主张基于2011年05月19日申请的日本专利申请第2011-112581号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
权利要求
1.一种齿轮马达系列，其具有当以型号形式来规定容许转矩或容量的大小时型号不同的多种齿轮及以型号形式来规定产生转矩或容量的大小时型号不同的多种马达，连结选自其中的特定型号的齿轮与马达来构成齿轮马达，所述齿轮马达系列的特征在于， 所述齿轮马达系列包括马达效率低的第I基本系列及马达效率高于该第I基本系列的第2基本系列， 与所述第I基本系列的所述特定型号的齿轮连结的马达与第2基本系列的型号小于所述特定型号的齿轮连结。
2.如权利要求I所述的齿轮马达系列，其特征在于， 当所述第I基本系列的所述特定型号的马达与第2基本系列的型号小于所述特定型号的齿轮连结时，该马达作为额定容量比在所述第I基本系列中使用时的额定容量小的马达来使用。
3.如权利要求2所述的齿轮马达系列，其特征在于， 当所述第I基本系列的所述特定型号的马达与第2基本系列的型号小于所述特定型号的齿轮连结时， 在该马达上能够识别地显示应作为该第2基本系列的马达使用的额定容量。
4.如权利要求I至3中任一项所述的齿轮马达系列，其特征在于， 所述齿轮马达系列进一步包括马达效率高于第2基本系列的第3基本系列， 所述第2基本系列的所述特定型号的马达与第3基本系列的型号小于该特定型号的齿轮连结。
5.如权利要求4所述的齿轮马达系列，其特征在于， 第I基本系列的所述特定型号的马达与第3基本系列的型号小于该特定型号的齿轮连结。
全文摘要
本发明提供一种齿轮马达系列，其通过对效率不同的各基本系列的马达进行共用化来抑制整个系列中的马达种类且以低成本构成各基本系列。本发明的齿轮马达系列具有型号不同的多种齿轮(G1～G3)和型号不同的多种马达(Ma～Me)，连结特定型号的齿轮(G1～G3)中的任一个和马达(Ma～Me)中的任一个来构成齿轮马达，所述齿轮马达系列包括马达(Ma1～Mc1)的效率低的基本系列(IE1)、及马达(Mb2～Md2)的效率高于该基本系列(IE1)的基本系列(IE2)，例如与所述基本系列(IE1)的特定型号2的齿轮(G2)连结的马达(Mb1)与基本系列(IE2)的型号小于所述特定型号2的齿轮(G1)连结来作为基本系列(IE2)的高效率马达(Mb2)使用。
文档编号H02K57/00GK102790512SQ20121011314
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月17日 优先权日2011年5月19日
发明者水谷清信, 池上雅人, 荻原勇男, 藤野泰充 申请人:住友重机械工业株式会社